Hecho infame por los brotes en los cruceros, el norovirus realmente puede arruinar unas vacaciones, causando vómitos severos, diarrea y dolor de estómago. Pero el virus altamente infeccioso también puede atacar más cerca de casa, con brotes transmitidos por el agua y los alimentos que ocurren en los sistemas de agua municipales, escuelas y restaurantes. Hoy dia, los investigadores informan de una sensibilidad Dispositivo portátil que puede detectar tan solo un puñado de partículas de norovirus en el agua.

Los investigadores presentarán sus resultados en la reunión y exposición nacional de otoño de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

"Solo se necesita una cantidad muy pequeña de partículas de norovirus para causar una infección en humanos, por lo que necesitamos un método de detección realmente sensible, "dice Jeong-Yeol Yoon, Doctor., quien lideró el equipo. "También, los científicos no pueden cultivar norovirus en el laboratorio, y los anticuerpos disponibles contra el patógeno no son muy fuertes ". Como resultado, La detección de cantidades muy pequeñas de norovirus en agua o en muestras de alimentos suele implicar un método basado en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). que toma varias horas y debe ser realizado en un laboratorio por personal capacitado.

En trabajos anteriores, Yoon y sus colegas de la Universidad de Arizona desarrollaron un dispositivo basado en teléfonos inteligentes que podía detectar niveles bajos de norovirus midiendo la luz dispersa de las perlas de poliestireno unidas al virus en un chip de papel de microfluidos. "Aunque nuestro límite de detección era muy bajo, el problema era que el norovirus puede ser infeccioso en concentraciones aún más bajas, ", Dice Yoon." Cuando hablamos de este trabajo en las conferencias, la retroalimentación que recibimos fue que necesitamos proporcionar un método aún más fácil que pueda detectar concentraciones mucho más bajas de virus ".

Así que el equipo volvió al laboratorio y desarrolló un nuevo enfoque que utiliza fluorescencia, en lugar de dispersar la luz, para detectar norovirus. Los investigadores convirtieron un teléfono inteligente común en un microscopio de fluorescencia al conectar un accesorio de microscopio de luz disponible comercialmente. una fuente de luz separada y dos filtros de paso de banda. A un canal de su chip microfluídico de papel, agregaron una muestra de agua que contenía norovirus. Luego, los investigadores agregaron una suspensión de perlas fluorescentes con anticuerpos contra norovirus adheridos a ellas. La acción capilar del papel hizo que los dos líquidos fluyeran y se mezclaran. Cada partícula de norovirus individual se unió a múltiples perlas fluorescentes a través de sus anticuerpos adjuntos, haciendo que las perlas se agreguen y produzcan un tamaño mucho mayor de imagen fluorescente.

El equipo tomó fotos del chip con su microscopio de fluorescencia basado en teléfonos inteligentes, y una aplicación calculó las concentraciones de norovirus a partir del recuento de píxeles de las imágenes. "El límite de detección más bajo correspondió a unas 5 o 6 partículas de norovirus por muestra, por lo que está muy cerca del nivel de un solo virus, ", Dice Yoon. Debido a que tan solo 10 partículas de virus pueden causar enfermedades en las personas, el nuevo método es lo suficientemente sensible para aplicaciones prácticas.

Recientemente, Yoon y sus colegas hicieron que el sistema fuera más compacto y portátil al encerrar el microscopio fluorescente, fuente de luz y filtros ópticos en una caja impresa en 3D. También desarrollaron una aplicación de computación en la nube para analizar las imágenes grandes y enviar los resultados al teléfono inteligente. Además, encontraron una manera de concentrar muestras dentro del chip de papel para poder analizar volúmenes de muestra mucho mayores.

El dispositivo podría detectar cantidades minúsculas de norovirus tanto en agua purificada como en aguas residuales recuperadas. que está muy sucio. Agua del grifo, por otra parte, era propenso a errores. "Creemos que el cloro en el agua del grifo está afectando el ensayo, "Yoon dice." No creemos que sea un problema tratar el agua para eliminar el cloro antes de realizar nuestro método ". Yoon prevé que el personal de sistemas de agua municipal podría usar el dispositivo y la aplicación para verificar si hay norovirus en el suministro de agua. Para probar el uso del ensayo en el campo, el equipo está colaborando con Kelly Reynolds, Doctor., en la misma institución, así como Tucson Water.

Ahora, Yoon y sus colegas están trabajando en el uso de su dispositivo basado en teléfonos inteligentes para diagnosticar infecciones por norovirus en pacientes en una etapa más temprana de lo que es posible actualmente. Para hacer esto, planean analizar muestras fecales. "Cuando el norovirus alcanza niveles detectables por otros métodos, la persona ya está gravemente enferma, "Dice Yoon." Pero si podemos detectar el virus antes, pueden recibir atención médica antes ". La detección temprana también podría ayudar a frenar la propagación de enfermedades en situaciones de hacinamiento como cruceros, donde distinguir entre un malestar estomacal común y una infección por norovirus podría orientar los esfuerzos de cuarentena o acelerar el traslado de un pasajero al puerto para recibir tratamiento.